Основные принципы измерений глубин с помощью сейсмических методов » Ремонт Строительство Интерьер

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Основные принципы измерений глубин с помощью сейсмических методов

22.07.2021

Отражение. Применение сейсморазведки основано на различии в акустических или звукопередающих свойствах пород неодинакового состава. Упругие волны или колебания отражаются от тех поверхностей, вдоль которых происходит резкое изменение упругих свойств. Наличие таких отражений от контактов тел с разными физическими свойствами открывает возможность применения сейсморазведки по методу отраженных волн. Известно, что отражения возникают на поверхностях, разделяющих породы, скорости упругих волн для которых различны. Однако это ни в коей мере не говорит за то, что все подобные контакты вызывают заметные отражения. Хорошие отражения по большей части получаются от контактов, в которых порода с более высокой скоростью [прохождения волн] является подстилающей, как, например, контакт глинистой породы с нижележащим известняком. Отражения возникают также и на контактах, где подстилающей является порода с меньшей скоростью. Ясно, что отражения, используемые при работе методом отраженных волн, скорее всего возникают в разрезе, состоящем из чередования твердых и мягких пород, таких как глинистые породы, известняки и доломиты, чем в разрезе, сложенном породами, обладающими почти одинаковыми свойствами. Тем не менее, иногда не удается получать удовлетворительные отражения в пределах разрезов, состоящих из чередования глинистых пород, известняков и песчаников, хотя такие разрезы, по-видимому, являются идеальными для образования хороших отражений. Причина отсутствия хороших отражений в подобных случаях не всегда ясна, однако установлено, что отражающие пласты должны иметь мощность, по меньшей мере равную 25—50 футам (7—15 м), и что отражающие поверхности не должны быть слишком неровными. Отклонения в 50 футов (15 м) на поверхностях будут, очевидно, портить отражения даже в том случае, если другие условия являются благоприятными. Неровность верхних поверхностей известняковых рифов, очевидно, является главной причиной отсутствия хороших отражений.

Частота и длина волн. Несмотря на то, что волны различных типов образуются в результате взрыва динамита во взрывной скважине, в сейсмической разведке используются лишь волны сжатия или продольные волны. В случае продольных волн растяжение и сжатие следуют друг за другом, и каждая частица породы перемещается на очень незначительное расстояние по направлению к источнику волн и обратно от него. Каждая волна состоит из довольно отчетливо выраженной последовательности колебаний, которые называются циклами. Частота выражается числом циклов, которые проходят данную точку за каждую секунду. Волны, имеющие наибольшее значение для сейсмической разведки, имеют частоты от 20 до 80 циклов [герц] в секунду. Периодом является время, которое необходимо для того, чтобы один полный цикл прошел через данную точку. Расстояние между соответствующими точками циклов различных волн составляет длину волны. Длина волны является произведением периода, умноженного на скорость. Там, где скорость остается одинаковой, длина волны прямо пропорциональна периоду и обратно пропорциональна числу циклов в секунду. Чем меньше длина волны, тем быстрее поглощаются сейсмические волны, и чем длиннее путь, который волны проходят через породу, тем больше их средняя длина.

Фронт волны и пути лучей. Фронт волны определяется у X.Р. Торнбэрга как поверхность, проходящая через наиболее продвинутые положения, достигаемые нарушением в каждом отдельном случае. Согласно принципу Гюйгенса, каждую точку на фронте волны можно рассматривать как источник новых воли. Еще одним важным понятием является луч, который представляет собой линию, нормальную к фронту волны; принято считать, что между двумя точками волны распространяются по направлению луча. Согласно принципу Ферма (De Fermat) лучи всегда проходят между двумя точками по пути, для прохождения которого требуется наименьшее количество времени. Это означает, что в среде с различными сейсмическими скоростями лучи будут изогнуты или искривлены.

На рис. 24-1 из работы X. Р. Торнбэрга дана диаграмма фронта волн первоначального импульса. Положение фронта волны показано в интервалах в 1/10 сек. Так как луч нормален к фронту волны, то можно определить направление луча от места взрыва до любой точки на поверхности. Две пунктирные линии показывают лучи, достигшие точек А и В. Положение фронта волны, изображенное на рис. 24-1, является основой для сейсмических методов преломленных волн.
Основные принципы измерений глубин с помощью сейсмических методов

Сейсмические скорости. Средние скорости прохождения упругих волн через породы возрастают с глубиной; скорость возрастания изменяется в зависимости от типа развитых пород и других условий. На некоторых площадях коэффициент возрастания составляет от 0,2 до 0,5 м/сек на каждый метр глубины. Ввиду того что скорости распространения волн в породах одного и того же состава зависят от глубины их залегания, для сравнения следовало бы пользоваться данными о скоростях распространения на поверхности или на определенной глубине. Очевидно, данные о скоростях, приводимые в литературе, взяты с различных глубин, что и является причиной больших колебаний значений скоростей для одного и того же типа породы. Большие изменения также возникают при цементации и уплотнении обломочных пород. Чем тверже, тяжелее, более сцементированными и более уплотненными становятся обломочные породы, тем выше их сейсмическая скорость. Так, например, среди обломочных пород аллювий имеет самую низкую сейсмическую скорость, а кварцит и глинистый сланец — самую высокую. Сейсмические скорости, параллельные напластованию, на 10—50% выше скоростей по направлениям, пересекающим слоистость.

Сейсмические скорости некоторых пород и других веществ даны в табл. 24-1.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: